Donnée : Extrait de la classification périodique des éléments chimiques :

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1 2 nde - SPC Éléments chimiques, classification périodique Évaluation n 3 Nom Prénom : / 20 Donnée : Extrait de la classification périodique des éléments chimiques : Exercice : Identification des ions en solution 4 points On réalise les tests suivants : Tube n Solution Ions présents dans la solution Sulfate de cuivre Sulfate de sodium Chlorure de sodium Chlorure de cuivre (Cu 2+, SO 4 2- ) (2Na +, SO 4 2- ) (Na +, Cl - ) (Cu 2+, 2Cl - ) Ajout de quelques gouttes de solution de nitrate d argent (Ag +,NO 3 - ) Observations Rien Rien Précipité blanc Précipité blanc ) Avec quel ion réagit la solution de nitrate d argent? Justifier. 2) Est-ce l ion Ag + ou NO 3 - qui réagit? Justifier. 3) Pour la transformation chimique qui se produit dans le tube n 3, quels sont les ions qui ne réagissent pas? Comment les appelle-t-on? /4

2 4) Écrire l équation de la réaction de précipitation : Exercice 2 : Classification périodique 7 points ) Comment sont rangés les éléments chimiques dans la classification périodique? 2) Que peut-on dire des atomes situés dans une même ligne? 3) Que peut-on dire des atomes situés dans une même colonne? 4) Donner la structure électronique des atomes de bore B et de sodium Na. 5) Quel est l atome qui a pour structure électronique (K) 2 (L) 8 (M) 6. Justifier. 6) Un atome contient 7 protons et 20 neutrons. Donner la représentation symbolique de son noyau. Justifier. Que peut-on dire de cet atome? 2/4

3 Exercice 3 : Formation des ions monoatomiques 6,5 points ) Qu est-ce qu un ion monoatomique? 2) Au cours de transformations chimiques, l atome de fluor (F) peut gagner électron pour former l ion fluorure et l atome de magnésium (Mg) peut perdre 2 électrons pour forme l'ion magnésium. Donner la formule chimique de ces 2 ions. 3) Déterminer la composition complète de l ion hydrogène H +. Justifier. 4) Prévoir la formule chimique des ions soufre et béryllium. Justifier. 3/4

4 Exercice 4 : Formation des molécules 3,5 points ) Pourquoi les atomes s associent-ils pour former des molécules? 2) Comment appelle-t-on la liaison entre 2 atomes? Que représente-elle au niveau microscopique? 3) Établir la représentation de Lewis de la molécule d acide chlorhydrique HCl. Exercice bonus : Identification d un élément chimique Trouver l élément inconnu X dont l ion forme avec l ion oxygène l oxyde X 2 O 3, sachant que la charge totale des électrons de l ion X est Q = -,6.0-8 C. Toutes les étapes du raisonnement doivent être justifiées. Donnée : charge élémentaire : e =,6.0-9 C 4/4

5 CORRECTION Exercice : Identification des ions en solution 4 points ) Avec quel ion réagit la solution de nitrate d argent? Justifier. Avec l ion chlorure Cl - car les tubes et 2 prouvent que la solution de nitrate d argent ne réagit ni avec les ions sodium Na +, ni avec les ions cuivre Cu 2+. 2) Est-ce l ion Ag + ou NO 3 - qui réagit? Justifier. L ion Cl - ne peut que réagir avec un ion chargé positivement, car le précipité formé doit est électriquement neutre. C est donc l ion Ag + qui réagit. 3) Pour la transformation chimique qui se produit dans le tube n 3, quels sont les ions qui ne réagissent pas? Comment les appelle-t-on? - Les ions nitrate NO 3 spectateurs. et les ions sodium Na + ne réagissent pas. Ce sont des ions 4) Écrire l équation de la réaction de précipitation. Cl - (aq) + Ag + (aq) AgCl (s) Exercice 2 : Classification périodique 7 points ) Comment sont rangés les éléments chimiques dans la classification périodique? De gauche à droite par numéro atomique Z croissant et de telle sorte que dans une même colonne on retrouve des éléments aux propriétés chimiques proches (= famille chimique). 2) Que peut-on dire des atomes situés dans une même ligne? 0,5 Même nombre de couches électroniques occupées. 3) Que peut-on dire des atomes situés dans une même colonne? 0,5 Même nombre d électrons sur leur couche externe (et propriétés chimiques proches). 5/4

6 4) Donner la structure électronique des atomes de bore B et de sodium Na. B: Z = 5 5 protons 5 e - à répartir (car atome électriquement neutre donc autant d électrons que de protons) (K) 2 (L) 3 Na : Z = e - à répartir (K) 2 (L) 8 (M) 5) Quel est l atome qui a pour structure électronique (K) 2 (L) 8 (M) 6. Justifier.,5 3 couches occupées 3 ème ligne du tableau. 6 électrons sur la couche externe (M) avant, avant dernière colonne. C est le souffre S.,5 Ou : l atome a = 6 électrons, donc 6 protons car atome électriquement neutre, donc Z = 6 donc S 7) Un atome contient 7 protons et 20 neutrons. Donner la représentation symbolique de son noyau. Justifier. Que peut-on dire de cet atome? Z = 7 il s agit de l élément chlore. A = Z + N = 7+20= Cl C est un isotope de l atome de chlore Même Z mais N (et donc A) différent. 35 7Cl Exercice 3 : Formation des ions monoatomiques ) Qu est-ce qu un ion monoatomique? Un atome qui a perdu ou gagné ou plusieurs électrons. 6,5 points 2) Au cours de transformations chimiques, l atome de fluor (F) peut gagner électron pour former l ion fluorure et l atome de magnésium (Mg) peut perdre 2 électrons pour forme l'ion magnésium. Donner la formule chimique de ces 2 ions. Donner la formule chimique des ions fluorures et magnésium. F et Mg 2+ 3) Déterminer la composition complète de l ion hydrogène H +. Z = proton. N = A-Z = - = 0 neutron L atome H a autant d électron que de proton, soit électron. L ion H + est issu de l atome qui a perdu un électron. Il en contient donc 0. 2 Remarque : ions H + = proton tout seul! 6/4

7 4) Prévoir la formule chimique des ions soufre et béryllium. Justifier. 2,5 Les atomes, peu stables, cherchent à acquérir la structure du gaz noble le plus proche : Structure électronique de Gaz noble le plus l atome : proche : Be : Z = 4 4 e - He (K) 2 (K) 2 (L) 2 S : Z = 6 6 e - Ar (K) 2 (L) 8 (M) 8 (K) 2 (L) 8 (M) 6 Pour acquérir la structure stable du gaz noble l atome doit Ion formé Perdre 2 e - Be 2+ Gagner 2 e - S 2- Exercice 4 : Formation des molécules 3,5 points ) Pourquoi les atomes s associent-ils pour former des molécules? Pour acquérir la stabilité du gaz noble le plus proche en vérifiant la règle de l octet (= 8 électrons sur leur couche externe) ou la règle du duet (=2 électrons sur leur couche externe). 2) Comment appelle-t-on la liaison entre 2 atomes? Que représente-elle au niveau microscopique? Liaison covalente = mise en commun de 2 électrons. 3) Établir la représentation de Lewis de la molécule d acide chlorhydrique HCl.,5 7/4

8 Exercice bonus : Identification d un élément chimique Trouver l élément inconnu X dont l ion forme avec l ion oxygène l oxyde X 2 O 3, sachant que la charge totale des électrons de l ion X est Q = -,6.0-8 C. Toutes les étapes du raisonnement doivent être justifiées. Donnée : charge élémentaire : e =,6.0-9 C Trouvons la formule chimique de l ion X : Atome O : Z = 8 8 électrons (K) 2 (L) 6 Manque 2 électrons pour acquérir la structure stable du Néon : Ne : Z = 0 0 électrons (K) 2 (L) 8 O doit donc gagner 2 électrons formation de l ion O 2- La formule chimique de l oxyde X 2 O 3 montre que c est une espèce chimique électriquement neutre. Donc 2 (charge de l ion X) + 3 (charge de O 2 ) = 0 2 (charge de l ion X) = 3 (charge de O 2 ) = 3 ( 2e) = +6e charge de l ionx = +3e L ion X s écrit X 3+ Trouvons le nombre d électrons N de l ion X : Charge de l ion X = nb d électrons charge d un électron Q = N ( e) => N = Q e, = = 0 électrons Trouvons le nombre de proton de l atome X : L ion X 3+ a perdu 3 électrons par rapport à l atome X L atome X a donc 0+3 = 3 électrons L atome X étant électriquement neutre, il a donc également Z = 3 protons. Le numéro atomique Z définissant l élément chimique, on en déduit qu il s agit de l élément aluminium Al. X = Al X 3+ = Al 3+ X 2 O 3 = Al 2 O 3 8/4